EP2923862B1

EP2923862B1 - Method for operating a driver assistance system in a motor vehicle and motor vehicle

Info

Publication number: EP2923862B1
Application number: EP15000406.7A
Authority: EP
Inventors: Hermann Vogt; Erik Sabelström
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2014-03-15
Filing date: 2015-02-11
Publication date: 2019-04-24
Anticipated expiration: 2035-02-11
Also published as: EP2923862A2; DE102014003779B4; DE102014003779A1; EP2923862A3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrerassistenzsystems in einem Kraftfahrzeug, wobei das Kraftfahrzeug eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung von Knickwinkeländerungen zwischen einem Anhänger des Kraftfahrzeugs und dem Kraftfahrzeug aufweist. DE102008013457 A1 offenbart ein gattungsgemäßes Verfahren.The invention relates to a method for operating a driver assistance system in a motor vehicle, wherein the motor vehicle has a detection device for detecting bending angle changes between a trailer of the motor vehicle and the motor vehicle. DE102008013457 A1 discloses a generic method.

Rückwärtsfahrten mit einem Anhänger, insbesondere einem nichtgelenken Anhänger, sind insbesondere für Fahrer, die nicht regelmäßig einen Anhänger nutzen, sehr anspruchsvoll. Daher sind zahlreiche Verfahren bekannt, um einen Fahrer beim Rangieren mit einem Anhänger zu unterstützen. Einige dieser Verfahren stellen dem Fahrer nur zusätzliche Informationen zur Verfügung, in anderen Verfahren wird durch ein Fahrerassistenzsystem aktiv in den Fahrbetrieb eingegriffen, um den Fahrer zu unterstützen.Backward driving with a trailer, especially a non-articulated trailer, are very demanding especially for drivers who do not regularly use a trailer. Therefore, numerous methods are known to assist a driver in maneuvering with a trailer. Some of these methods only provide additional information to the driver; in other methods, a driver assistance system actively intervenes in driving to assist the driver.

Besonders anspruchsvoll sind dabei Fahrten mit einem Anhänger, an den sich der Fahrer noch nicht gewöhnt hat. Insbesondere bei unbekannten Anhängern ist jedoch auch die Nutzung von Fahrerassistenzsystemen, die den Fahrer mit Informationen oder Fahreingriffen unterstützen, problematisch, da bei einer Nutzung eines unbekannten Anhängers wesentliche Informationen für das Fahrerassistenzsystem fehlen, insbesondere eine Deichsellänge des Anhängers, also die Länge zwischen der Anhängerkupplung und der Achse bzw. dem Drehpunkt des Anhängers. Die Deichsellänge des Anhängers ist jedoch ein Faktor, der die Dynamik des Anhängers wesentlich beeinflusst und insbesondere die Änderungsgeschwindigkeit des Knickwinkels zwischen Anhänger und Kraftfahrzeug bei anderen gegebenen Parametern vorgibt. Es ist daher bekannt, eine solche Deichsellänge manuell in ein Fahrerassistenzsystem einzugeben. Als Alternative dazu schlägt die Druckschrift DE 10 2010 050 474 ein Verfahren vor, bei dem bei Kenntnis eines absoluten Knickwinkels zwischen Kraftfahrzeug und Anhänger eine Deichsellänge geschätzt werden kann.Especially challenging are rides with a trailer, to which the driver has not yet gotten used. However, especially with unknown trailers is also the use of driver assistance systems that support the driver with information or driving interventions, problematic as missing when using an unknown trailer essential information for the driver assistance system, in particular a drawbar length of the trailer, so the length between the trailer hitch and the axle or the pivot point of the trailer. However, the drawbar length of the trailer is a factor that significantly affects the dynamics of the trailer and in particular dictates the rate of change of the articulation angle between trailer and motor vehicle at other given parameters. It is therefore known to manually enter such a drawbar length in a driver assistance system. As an alternative to this suggests the document DE 10 2010 050 474 a method wherein, upon knowledge of an absolute kink angle between the motor vehicle and trailer a drawbar length can be estimated.

Dabei ist jedoch nachteilig, dass bei typischen Erfassungseinrichtungen für den Knickwinkel in einem Kraftfahrzeug der absolute Knickwinkel nicht direkt nach dem Ankoppeln des Anhängers zur Verfügung steht. Häufig werden Sensoren genutzt, die nur eine relative Änderung des Knickwinkels erfassen. Ein absoluter Knickwinkel kann erst nach einer Anlernphase, die eine Vorwärtsfahrt mit einem Lenkwinkel von ca. 0° für eine gewisse Strecke umfasst, ausgegeben werden.However, it is disadvantageous that in typical detection devices for the bending angle in a motor vehicle, the absolute bending angle is not available directly after the coupling of the trailer. Frequently, sensors are used that detect only a relative change in the bending angle. An absolute bending angle can be issued only after a learning phase, which includes a forward drive with a steering angle of about 0 ° for a certain distance.

Der vorliegenden Anmeldung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein demgegenüber verbessertes Verfahren zur Fahrerunterstützung anzugeben, das insbesondere eine Anlernphase bei unbekanntem Anhänger verkürzen kann.The present application is therefore based on the object to provide a contrast improved method for driver assistance, which can shorten in particular a Anlernphase at unknown trailer.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, das die folgenden Schritte umfasst:

a) Beginn der Erfassung der Knickwinkeländerungen,
b) Erfassen einer ersten Lenkwinkelinformation, die einen Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs beschreibt, durch eine Lenkwinkelerfassungseinrichtung zu einem ersten Erfassungszeitpunkt, an dem eine eine Knickwinkeländerung auswertende Stabilitätsbedingung erfüllt ist,
c) Erfassen einer zweiten Lenkwinkelinformation zu einem zweiten Erfassungszeitpunkt, an dem die Stabilitätsbedingung erfüllt ist,
d) Bestimmen eines relativen Knickwinkelwerts als Summe der Knickwinkeländerungen zwischen dem ersten und dem zweiten Erfassungszeitpunkt,
e) Berechnen eines Deichsellängenwerts für den Anhänger und/oder eines absoluten Knickwinkelwerts zum ersten und/oder zweiten Erfassungszeitpunkt in Abhängigkeit von der ersten Lenkwinkelinformation, der zweiten Lenkwinkelinformation, dem relativen Knickwinkelwert und vorgegebenen Fahrzeuggeometriedaten, und
f) Steuerung eines Fahreingriffs und/oder Ausgabe einer Information in Abhängigkeit des berechneten Deichsellängenwerts und/oder des berechneten absoluten Knickwinkelwerts.

The object is achieved according to the invention by a method of the type mentioned at the outset, which comprises the following steps:

a) beginning the detection of the bending angle changes,
b) detecting a first steering angle information, which describes a steering angle of the motor vehicle, by a steering angle detection device at a first detection time at which a stability condition evaluating a bending angle change is fulfilled,
c) detecting a second steering angle information at a second detection time at which the stability condition is met,
d) determining a relative kink angle value as the sum of the kink angle changes between the first and second detection times,
e) calculating a drawbar length value for the trailer and / or an absolute bend angle value at the first and / or second detection time in dependence on the first steering angle information, the second steering angle information, the relative bend angle value and predetermined vehicle geometry data, and
f) control of a driving engagement and / or output of information as a function of the calculated drawbar length value and / or the calculated absolute bend angle value.

Erfindungsgemäß wird damit vorgeschlagen, das Vorliegen einer stabilen Fahrt, bei der sich ein Knickwinkel im Wesentlichen nicht ändert, zu erkennen und während wenigstens zweier solcher stabiler Zustände den jeweiligen Lenkwinkel sowie den Erfassungszeitpunkt zu erfassen. Da während des Verfahrens Knickwinkeländerungen erfasst werden, ist zwischen den jeweiligen Erfassungszeitpunkten ein relativer Knickwinkel zwischen den wenigstens zwei stabilen Zuständen durch die Summe der Knickwinkeländerungen zwischen den Erfassungszeitpunkten berechenbar. Wie im Folgenden noch genauer erläutert, kann daraus der absolute Knickwinkel und/oder der Deichsellängenwert für den Anhänger berechnet werden. Der berechnete Deichsellängenwert, der die Länge zwischen dem Ankoppelpünkt des Anhängers und dem Drehpunkt des Anhängers, also bei einem einachsigen Anhänger der Achse, angibt, bzw. der absolute Knickwinkel werden anschließend zur Steuerung eines Fahreingriffs und/oder zur Ausgabe von Informationen genutzt. Dabei kann beispielsweise eine grafische Ausgabe des absoluten Knickwinkels an einem Display oder ein automatischer Fahreingriff zur Anpassung eines Knickwinkels durch ein Fahrerassistenzsystem vorgesehen sein.According to the invention, it is thus proposed to detect the presence of a stable ride, in which a bending angle substantially does not change, and to detect the respective steering angle and the detection time during at least two such stable states. Since kink angle changes are detected during the method, between the respective detection times a relative kink angle between the at least two stable states can be calculated by the sum of the kink angle changes between the detection times. As will be explained in more detail below, the absolute bend angle and / or the drawbar length value for the trailer can be calculated therefrom. The calculated drawbar length value, which indicates the length between the coupling point of the trailer and the fulcrum of the trailer, ie in the case of a single-axle trailer of the axle, or the absolute angle of articulation are then used to control a driving engagement and / or for the output of information. In this case, for example, a graphical output of the absolute bending angle on a display or an automatic driving intervention for adjusting a bending angle by a driver assistance system can be provided.

Durch Prüfung der Stabilitätsbedingung soll das Vorliegen eines stabilen Knickwinkels, der sich zeitlich nicht oder nur unwesentlich ändert, ermittelt werden. Dies entspricht einem Fahren des Kraftfahrzeugs und des Anhängers auf einer gemeinsamen Kreisbahn. Als Lenkwinkelinformation wird insbesondere der Lenkwinkel an wenigstens einem Rad des Kraftfahrzeugs, insbesondere an der Vorderachse, erfasst. Weist das Fahrzeug eine Hinterradlenkung auf, kann zusätzlich oder alternativ auch der Lenkwinkel des Hinterrads erfasst werden. Alternativ hierzu kann als Lenkwinkelinformation auch eine lenkradseitige oder fahrerassistenzsystemseitige Vorgabe eines Lenkwinkels erfasst werden. Als weitere Alternative wäre eine Erfassung der Lenkwinkelinformation aus lenkwinkelabhängigen Daten möglich. So könnte beispielsweise eine Gierrate und eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs erfasst und aus diesen der Lenkwinkel ermittelt werden.By checking the stability condition, it is intended to determine the existence of a stable bending angle, which does not change with time or only insignificantly. This corresponds to driving the motor vehicle and the trailer on a common circular path. As steering angle information, in particular the steering angle is detected on at least one wheel of the motor vehicle, in particular on the front axle. If the vehicle has a rear-wheel steering, the steering angle of the rear wheel can additionally or alternatively also be detected. Alternatively, a steering wheel-side or driver assistance system specification of a steering angle can be detected as steering angle information. As a further alternative, a detection of the steering angle information from steering angle-dependent data would be possible. So could For example, a yaw rate and a speed of the motor vehicle detected and from these the steering angle can be determined.

Die Knickwinkeländerungen können im erfindungsgemäßen Verfahren insbesondere über Impulsgeber an der Anhängerkupplung erfasst werden. Ein solcher Impulsgeber kann beispielsweise aus einem Zahnkranz bzw. einer Lochblende und einem zugeordneten Sensor bestehen. Dabei kann die Knickwinkeländerung insbesondere über einen Zähler erfasst werden. Es ist jedoch auch möglich, dass die Erfassungseinrichtung Knickwinkelgeschwindigkeiten bereitstellt, die die Änderung des Knickwinkels über einen vorgegebenen Zeitraum beschreiben.The bending angle changes can be detected in the method according to the invention in particular via pulse to the trailer hitch. Such a pulse generator may for example consist of a sprocket or a pinhole and an associated sensor. In this case, the bend angle change can be detected in particular via a counter. However, it is also possible for the detection device to provide articulation angular velocities that describe the change in articulation angle over a given period of time.

Bei der Erfassung der zweiten Lenkwinkelinformation kann als Zusatzbedingung ausgewertet werden, ob der relative Knickwinkel zwischen dem ersten und dem zweiten Erfassungszeitpunkt größer ist als ein vorgegebener Mindestwert. Wird ein derartiger Mindestwert unterschritten, so kann die erfasste Lenkwinkelinformation verworfen und die Schritte c) und d) können wiederholt werden. Damit wird insbesondere verhindert, die Lenkwinkelinformationen bei identischen Knickwinkeln aufzunehmen.When detecting the second steering angle information can be evaluated as an additional condition, whether the relative bending angle between the first and the second detection time is greater than a predetermined minimum value. If such a minimum value is exceeded, the detected steering angle information can be discarded and steps c) and d) can be repeated. This prevents in particular to absorb the steering angle information at identical bending angles.

Ergänzend oder alternativ kann bei der Erfassung der zweiten Lenkwinkelinformation als weitere Zusatzbedingung ausgewertet werden, ob der Betrag der Differenz zwischen dem durch die erste Lenkwinkelinformation beschriebenen Lenkwinkel und dem durch die zweite Lenkwinkelinformation beschriebenen Lenkwinkel größer ist als ein weiterer vorgegebener Mindestwert. Wird der weitere Mindestwert unterschritten, so kann die erfasste zweite Lenkwinkelinformation verworfen und die Schritte c) und d) können wiederholt werden. Dies ist vorteilhaft, da insbesondere bei Anhängern mit kurzer Deichsellänge selbst bei ausreichend großem relativen Knickwinkelwert nicht notwendigerweise ein ausreichender Lenkwinkelunterschied zur ausreichend genauen Berechnung des absoluten Knickwinkels bzw. des Deichsellängenwertes gegeben ist.Additionally or alternatively, in the detection of the second steering angle information can be evaluated as a further additional condition, whether the amount of difference between the steering angle described by the first steering angle information and the steering angle described by the second steering angle information is greater than another predetermined minimum value. If the further minimum value is undershot, the detected second steering angle information can be discarded and steps c) and d) can be repeated. This is advantageous since, in particular with trailers with a short drawbar length, even with a sufficiently large relative bend angle value, there is not necessarily sufficient steering angle difference for sufficiently accurate calculation of the absolute bend angle or the drawbar length value.

Der Zusammenhang zwischen einem Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs bzw. mehreren Lenkwinkeln des Kraftfahrzeugs, dem Deichsellängenwert, dem absoluten Knickwinkelwert und der Fahrzeuggeometrie für einen stabilen Zustand, in dem sich der Anhänger und das Kraftfahrzeug auf einer gemeinsamen Kreisbahn bewegen, kann aus geometrischen Betrachtungen abgeleitet werden. Bei einer gemeinsamen Bewegung auf einer Kreisbahn verhält sich das Gesamtsystem aus Kraftfahrzeug und Anhänger wie ein starrer Körper, womit die momentane Bewegung des Kraftfahrzeugs und des Anhängers als eine Rotation von Kraftfahrzeug und Anhänger um einen gemeinsamen sogenannten Momentanpol dargestellt werden kann. Dies ist besonders einfach möglich, wenn ein Einspurmodell des Kraftfahrzeugs und des Anhängers genutzt wird, bei dem pro Achse nur ein Reifen betrachtet wird. Ergänzend kann davon ausgegangen werden, dass kein Schlupf erfolgt, d. h. sich die Reifen insbesondere nur in eine Richtung senkrecht zu ihrer Rotationsachse bewegen. Dabei trifft dieses Modell auf Rangiersituationen bei niedrigen Geschwindigkeiten gut zu. Aufgrund der genannten Einschränkungen für die Bewegung der Reifen liegt der Momentanpol für alle Reifen am Schnittpunkt der Rotationsachsen der Reifen. Dabei ist bei der folgenden Erklärung zu beachten, dass von einem einachsigen Anhänger ausgegangen wird. Bei mehrachsigen Anhängern gilt das Gesagte für eine virtuelle Achse, die den Drehpunkt des Anhängers beschreibt und beispielsweise bei zweiachsigen Anhängern in der Mitte zwischen diesen beiden Achsen liegt. Zudem wird im Folgenden von einer reinen Vorderradlenkung ausgegangen. Die gleichen geometrischen Überlegungen lassen sich jedoch auch auf ein Kraftfahrzeug übertragen, das eine Hinterradlenkung aufweist.The relationship between a steering angle of the motor vehicle or multiple steering angles of the motor vehicle, the drawbar length value, the absolute buckling angle value and the vehicle geometry for a stable state in which the trailer and the motor vehicle move in a common circular path can be derived from geometrical considerations. In a joint movement on a circular path, the entire system of motor vehicle and trailer behaves like a rigid body, whereby the instantaneous movement of the motor vehicle and the trailer can be represented as a rotation of motor vehicle and trailer to a common so-called instantaneous. This is particularly easy when a single-track model of the motor vehicle and the trailer is used, in which only one tire is considered per axle. In addition, it can be assumed that no slippage occurs, ie. H. in particular, the tires only move in one direction perpendicular to their axis of rotation. This model is good for shunting situations at low speeds. Due to the above restrictions on the movement of the tires, the instantaneous center for all tires is at the intersection of the axes of rotation of the tires. It should be noted in the following statement that it is assumed that a uniaxial trailer. In the case of multi-axle trailers, what is said applies to a virtual axle which describes the pivot point of the trailer and, for example, in the case of biaxial trailers, lies in the middle between these two axles. In addition, it is assumed in the following of a pure front-wheel steering. However, the same geometric considerations can also be applied to a motor vehicle having a rear-wheel steering.

Aus den genannten Überlegungen lässt sich folgender Zusammenhang zwischen einem momentanen Knickwinkel y und einem Lenkwinkel δ, bei dem dieser Knickwinkel y stabil ist, herleiten: $\tan (δ) = (\frac{l_{vh}}{(l_{dl} * \sin (γ) + \frac{l_{ak}}{\tan (γ)} l_{dl} * \frac{\cos (γ)}{\tan (γ)})}),$

wobei I_dl die Deichsellänge des Anhängers ist, I_vh der Abstand zwischen der Vorderachse und der Hinterachse des Kraftfahrzeugs und I_ak die Kopplungslänge der Anhängerkupplung, also der Abstand zwischen der Hinterachse des Kraftfahrzeugs und der Anhängerkupplung.From the above considerations, the following relationship between a momentary bending angle y and a steering angle δ at which this bending angle y is stable can be derived:

\tan (δ) = (\frac{l_{vh}}{(l_{dl} * \sin (γ) + \frac{l_{ak}}{\tan (γ)} l_{dl} * \frac{\cos (γ)}{\tan (γ)})}) .

where I _{dl is} the drawbar length of the trailer, I _{vh is} the distance between the front axle and the rear axle of the motor vehicle and I _ak the coupling length of the trailer hitch, so the distance between the rear axle of the motor vehicle and the trailer hitch.

Der Abstand zwischen Vorder- und Hinterachse des Kraftfahrzeugs und der Abstand zwischen Hinterachse und Anhängerkupplung des Kraftfahrzeugs sind dabei für ein Kraftfahrzeug fest vorgegeben und können insbesondere in einer Steuereinrichtung, die das erfindungsgemäße Verfahren durchführt, gespeichert sein. Der Lenkwinkel δ ist durch die Lenkwinkelinformation beschrieben. Damit verbleiben in der Gleichung als Unbekannte die Deichsellänge I_dl sowie der momentane absolute Knickwinkel γ. Da also zwei Variablen unbekannt sind, kann bei einer einzigen Erfüllung der Stabilitätsbedingung noch kein absoluter Knickwinkelwert und kein Deichsellängenwert berechnet werden. Wird jedoch wie im erfindungsgemäßen Verfahren zu einem zweiten Erfassungszeitpunkt, zu dem die Stabilitätsbedingung erfüllt ist, eine zweite Lenkwinkelinformation erfasst, so kann auch für den zweiten Erfassungszeitpunkt eine entsprechende Gleichung aufgestellt werden. Dabei ändert sich zwischen den Erfassungszeitpunkten ausschließlich der absolute Knickwinkel y sowie der Lenkwinkel δ.The distance between the front and rear axle of the motor vehicle and the distance between the rear axle and trailer hitch of the motor vehicle are fixedly predetermined for a motor vehicle and can in particular be stored in a control device which carries out the method according to the invention. The steering angle δ is described by the steering angle information. Thus remain in the equation as unknown the tiller length I _dl and the instantaneous absolute kink angle γ. Since two variables are unknown, it is not possible to calculate an absolute bend angle value and drawbar length value for a single fulfillment of the stability condition. However, if, as in the method according to the invention at a second detection time at which the stability condition is met, a second steering angle information is detected, a corresponding equation can also be established for the second detection time. In the process, only the absolute bending angle y and the steering angle δ change between the detection times.

Ohne eine Berücksichtigung des relativen Knickwinkels liegen damit zunächst zwei Gleichungen mit drei Unbekannten, nämlich der Deichsellänge, dem Knickwinkel zum ersten Erfassungszeitpunkt und dem Knickwinkel zum zweiten Erfassungszeitpunkt vor. Da der relative Knickwinkel im erfindungsgemäßen Verfahren jedoch bekannt ist, kann beispielsweise der Knickwinkel zum zweiten Erfassungszeitpunkt als die Summe des unbekannten Knickwinkels zum ersten Erfassungszeitpunkt und des relativen Knickwinkelwerts angesetzt werden, womit sich die Anzahl der Unbekannten auf zwei reduziert, nämlich den ersten absoluten Knickwinkel und die Deichsellänge.Without taking into account the relative bending angle, there are thus initially two equations with three unknowns, namely the drawbar length, the bending angle at the first detection time, and the bending angle at the second detection time. However, since the relative kink angle is known in the method according to the invention, for example, the kink angle at the second detection time can be set as the sum of the unknown kink angle at the first detection time and the relative kink angle value, reducing the number of unknowns to two, namely the first absolute kink angle and the pole length.

Damit ist ein Gleichungssystem mit zwei Gleichungen und zwei Unbekannten bekannt, das durch bekannte Algorithmen gelöst werden kann, um den absoluten Knickwinkel für den ersten und/oder den zweiten Erfassungszeitpunkt sowie den Deichsellängenwert zu bestimmen. Im erfindungsgemäßen Verfahren können statt einer direkten Lösung der Gleichungssysteme durch eine Steuereinrichtung auch alternative Ansätze, wie zweidimensionale Wertetabellen, genutzt werden.This is a system of equations with two equations and two unknowns is known, which can be solved by known algorithms, the absolute kink angle for the first and / or the second detection time and to determine the drawbar length value. In the method according to the invention, instead of a direct solution of the equation systems by a control device, alternative approaches, such as two-dimensional value tables, can also be used.

Um einen relativen Knickwinkel zwischen dem ersten Erfassungszeitpunkt und dem zweiten Erfassungszeitpunkt zu ermitteln, können die Erfassungszeitpunkte sowie ein zeitlicher Verlauf der Knickwinkeländerung gespeichert werden und die Knickwinkeländerungen zwischen dem ersten und dem zweiten Erfassungszeitpunkt summiert werden. Insbesondere bei Nutzung einer zählerbasierten Erfassung der Knickwinkeländerung, also beispielsweise bei einer Erfassung der Knickwinkeländerung mit einem Impulszähler, kann der relative Knickwinkel auch bestimmt werden, indem zum jeweiligen Erfassungszeitpunkt ein momentaner Zählerwert, der die Knickwinkeländerungen zählt, bzw. eine andere Darstellung eines relativen Knickwinkels gespeichert wird und die Zählerwerte anschließend voneinander abgezogen werden. Insbesondere kann der Zähler nach Speicherung des Zählerwertes auf 0 gesetzt werden. Damit beschreibt der Zählerwert zum zweiten Erfassungszeitpunkt direkt den relativen Knickwinkel.In order to determine a relative kink angle between the first detection time and the second detection time, the detection times and a time course of the kink angle change can be stored and the kink angle changes between the first and the second detection time can be summed. In particular, when using a counter-based detection of the bending angle change, so for example when detecting the bending angle change with a pulse counter, the relative bending angle can also be determined by a current counter value that counts the bending angle changes, or another representation of a relative bending angle stored for the respective detection time and the counter values are then subtracted from each other. In particular, the counter can be set to 0 after storing the counter value. Thus, the counter value for the second detection time directly describes the relative kink angle.

Sobald im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ein absoluter Knickwinkelwert für einen Zeitpunkt berechnet ist, können die zeitlich darauffolgenden Knickwinkelwerte stets aus den zwischenzeitlichen Knickwinkeländerungen und dem berechneten absoluten Knickwinkelwert berechnet werden. Dies kann insbesondere vorteilhaft sein, wenn Lenkwinkelinformationen zu mehreren Erfassungszeitpunkten erfasst werden sollen und, wie im Folgenden noch genauer erläutert, absolute Knickwinkelwerte zu verschiedenen Erfassungszeitpunkten miteinander verglichen werden sollen.As soon as an absolute bend angle value for a time is calculated within the scope of the method according to the invention, the buckling angle values subsequent to time can always be calculated from the intermediate bend angle changes and the calculated absolute bend angle value. This can be particularly advantageous if steering angle information is to be acquired at a plurality of acquisition times and, as explained in greater detail below, absolute bend angle values at different acquisition times are to be compared with one another.

Dabei kann zur Auswertung der Stabilitätsbedingung die Summe der Knickwinkeländerungen während eines vorgegebenen Zeitintervalls bestimmt und mit einem vorgegebenen Stabilitätsgrenzwert verglichen werden. Das Zeitintervall kann dabei einige Sekunden, insbesondere weniger als 10 Sekunden, lang sein, jedoch auch weniger als eine Sekunde. Als Grenzwert kann beispielsweise ein Stabilitätsgrenzwert von 0,1° - 5° vorgegeben werden. Dabei können das Zeitintervall und/oder der Stabilitätsgrenzwert geschwindigkeitsabhängig vorgegeben werden. Alternativ wäre es beispielsweise möglich, wiederholt die Knickwinkelgeschwindigkeit zu bestimmen und die verschiedenen Knickwinkelgeschwindigkeitswerte statistisch, insbesondere durch Mittelwertbildung oder Medianauswahl, auszuwerten und das Auswertungsergebnis mit einem Grenzwert zu vergleichen.In this case, the sum of the bending angle changes during a predetermined time interval can be determined to evaluate the stability condition and compared with a predetermined stability limit. The time interval may be a few seconds, in particular less than 10 seconds, but also less than one second. As a limit, for example a stability limit of 0.1 ° - 5 ° can be specified. The time interval and / or the stability limit value can be specified as a function of the speed. Alternatively, it would be possible, for example, repeatedly to determine the buckling angular velocity and to statistically evaluate the different buckling angular velocity values, in particular by averaging or median selection, and to compare the evaluation result with a limiting value.

Als Lenkwinkelinformation kann wenigstens ein Lenkwinkel an der Vorder- und/oder Hinterachse erfasst werden, oder es kann als Lenkwinkelinformation eine Gierrate des Kraftfahrzeugs und eine Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt werden. Ergänzend ist es möglich, zusätzlich die momentane Knickwinkeländerung während eines vorgegebenen Zeitintervalls und die Kraftfahrzeuggeschwindigkeit zu ermitteln. Dies ist insbesondere möglich, wenn die Knickwinkeländerung relativ hochauflösend erfasst wird und damit auch in einem als stabil erkannten Zustand Knickwinkeländerungen erfasst werden. Aus der Knickwinkeländerung und der Kraftfahrzeuggeschwindigkeit ist dabei ein Rückschluss auf die momentan auf den Anhänger wirkenden Kräfte und damit eine Korrektur bzw. Plausibilisierung des berechneten absoluten Knickwinkelwerts bzw. des errechneten Deichsellängenwertes möglich.At least one steering angle at the front and / or rear axle can be detected as steering angle information, or a yaw rate of the motor vehicle and a vehicle speed can be determined as steering angle information. In addition, it is possible to additionally determine the instantaneous change in the bend angle during a predetermined time interval and the vehicle speed. This is particularly possible if the bending angle change is detected in a relatively high resolution and thus kink angle changes are detected even in a state recognized as stable. From the change in the bend angle and the vehicle speed, it is possible to draw conclusions about the forces currently acting on the trailer and thus a correction or plausibility check of the calculated absolute bend angle value or of the calculated drawbar length value.

Es kann wenigstens eine weitere Lenkwinkelinformation zu einem weiteren Erfassungszeitpunkt, an dem die Stabilitätsbedingung erfüllt ist, erfasst werden, wonach wenigstens ein weiterer relativer Knickwinkelwert bezüglich eines anderen der Erfassungszeitpunkte bestimmt wird, wobei für mehrere Paare von Erfassungszeitpunkten jeweils ein Deichsellängenschätzwert und/oder ein Knickwinkelschätzwert berechnet wird, wonach aus den mehreren Deichsellängenschätzwerten bzw. Knickwinkelschätzwerten durch eine statistische Auswertung der Deichsellängenwert bzw. der absolute Knickwinkelwert zu wenigstens einem der Erfassungszeitpunkte bestimmt wird. Dabei können für die Paare von Erfassungszeitpunkten insbesondere zeitlich aufeinanderfolgende Erfassungszeitpunkte genutzt werden. Soll nicht ausschließlich ein Deichsellängenwert, sondern auch ein absoluter Knickwinkelwert bestimmt werden, so ist zu beachten, dass für jedes Paar von Erfassungszeitpunkten zunächst nur absolute Knickwinkelwerte für die im Paar enthaltenen Erfassungszeitpunkte bestimmt werden können. Da jedoch die relativen Knickwinkeländerungen zwischen den verschiedenen Erfassungszeitpunkten leicht berechnet werden können, kann für einen der Erfassungszeitpunkte ein absoluter Knickwinkelwert auch unter Berücksichtigung von Paaren von Erfassungszeitpunkten bestimmt werden, die den entsprechenden Erfassungszeitpunkt nicht umfassen. Hierzu können alle im Rahmen der statistischen Auswertung genutzten Knickwinkelschätzwerte in Knickwinkelschätzwerte zu einem einzigen Erfassungszeitpunkt umgerechnet werden.At least one further steering angle information can be detected at a further detection time at which the stability condition is met, after which at least one further relative bend angle value is determined with respect to another of the detection times, wherein for each of a plurality of pairs of detection times a draw length estimated value and / or a bend angle estimated value are calculated is determined, according to which the drawbar length value or the absolute bend angle value for at least one of the detection times is determined from the plurality of drawbar length estimated values or bend angle estimated values by a statistical evaluation. In particular, temporally successive acquisition times can be used for the pairs of acquisition times. If not only a drawbar length value but also an absolute bend angle value is to be determined, it should be noted that for each pair of detection times Initially, only absolute bending angle values for the acquisition times contained in the pair can be determined. However, since the relative kink angle changes between the various detection timings can be easily calculated, for one of the detection timings, an absolute kink angle value may also be determined taking into consideration pairs of detection timings which do not include the corresponding detection timing. For this purpose, all kink angle estimation values used in the statistical evaluation can be converted into kink angle estimation values to a single acquisition time.

Die statistische Auswertung kann insbesondere durch Mittelwertbildung, jedoch auch durch Wahl des Medians erfolgen. Alternativ wäre eine Nutzung komplexerer statistischer Verfahren, beispielsweise eines RANSAC-Algorithmus möglich.The statistical evaluation can be done in particular by averaging, but also by choosing the median. Alternatively, a use of more complex statistical methods, such as a RANSAC algorithm would be possible.

Bei der Bestimmung des Deichsellängenwerts bzw. des absoluten Knickwinkelwerts können ergänzend auch Daten weiterer Sensoren, beispielsweise von Kameras oder Ultraschallsensoren genutzt werden, oder die Werte dieser Sensoren können zur Plausibilisierung des bestimmten absoluten Knickwinkelwerts und/oder des Deichsellängenwerts genutzt werden. Alternativ oder ergänzend können auch verschiedene Deichsellängenschätzwerte bzw. Knickwinkelschätzwerte zur gegenseitigen Plausibilisierung genutzt werden.When determining the drawbar length value or the absolute bending angle value, it is additionally possible to use data from further sensors, for example from cameras or ultrasonic sensors, or the values of these sensors can be used to check the plausibility of the determined absolute bend angle value and / or the drawbar length value. Alternatively or additionally, different drawbar length estimation values or bend angle estimation values can also be used for mutual plausibility.

Insbesondere kann nach Erfassung wenigstens einer der weiteren Lenkwinkelinformationen ein vorläufiger Deichsellängenwert und/oder ein vorläufiger absoluter Knickwinkelwert bestimmt werden, wonach die Ausgabe der Information und/oder die Steuerung eines Fahreingriffs zunächst in Abhängigkeit des vorläufigen Deichsellängenwertes bzw. des vorläufigen absoluten Knickwinkelwertes erfolgt. Dabei kann ein Deichsellängenschätzwert oder ein Knickwinkelschätzwert direkt als vorläufiger Deichsellängenwert bzw. vorläufiger absoluter Knickwinkelwert genutzt werden, insbesondere kann der vorläufige absolute Knickwinkelwert bzw. der vorläufige Deichsellängenwert jedoch wie zuvor beschrieben durch eine statistische Auswertung der bereits bestimmten Deichsellängenschätzwerte bzw. Knickwinkelschätzwerte berechnet werden. Vorläufige Deichsellängenwerte bzw. vorläufige absolute Knickwinkelwerte können insbesondere mehrmals bestimmt und bereitgestellt werden, im Speziellen nach jeder erfassten weiteren Lenkwinkelinformation.In particular, after detection of at least one of the further steering angle information, a provisional drawbar length value and / or a preliminary absolute bend angle value can be determined, according to which the output of the information and / or the control of a driving engagement initially takes place as a function of the preliminary drawbar length value or the provisional absolute bend angle value. In this case, a drawbar length estimated value or a bend angle estimated value can be used directly as a preliminary drawbar length value or preliminary absolute bend angle value, however, in particular the preliminary absolute bend angle value or the preliminary drawbar length value can be determined by a statistical evaluation of the already determined drawbar length estimated values or bend angle estimated values be calculated. Preliminary drawbar length values or preliminary absolute bend angle values can in particular be determined and provided several times, in particular after each detected additional steering angle information.

Es ist möglich, dass die erste und/oder zweite Lenkwinkelinformation und/oder wenigstens eine der weiteren Lenkwinkelinformationen während einer Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs erfasst wird. Alternativ oder ergänzend ist es auch möglich, dass die erste und/oder die zweite Lenkwinkelinformation und/oder wenigstens eine der weiteren Lenkwinkelinformationen während einer Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs erfasst wird. Eine Erfassung einer der Lenkwinkelinformationen während einer gemischten Vorwärts-Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs, während der die Stabilitätsbedingung erfüllt ist, ist ebenfalls möglich. Dabei muss jedoch berücksichtigt werden, dass Standzeiten bzw. Zeiten, in denen das Kraftfahrzeug sehr langsam fährt, nicht berücksichtigt werden, da sonst eine Fehlerkennung einer Erfüllung der Stabilitätsbedingung möglich ist, weil sich der Knickwinkel zwischen Kraftfahrzeug und Anhänger bei stehendem Kraftfahrzeug offensichtlich nicht ändert.It is possible for the first and / or second steering angle information and / or at least one of the further steering angle information to be detected during a forward drive of the motor vehicle. Alternatively or additionally, it is also possible that the first and / or the second steering angle information and / or at least one of the further steering angle information is detected during a reverse drive of the motor vehicle. Detecting one of the steering angle information during mixed forward-reverse driving of the vehicle during which the stability condition is satisfied is also possible. However, it must be taken into account that service lives or times in which the motor vehicle drives very slowly are not taken into account, since otherwise an error detection of a fulfillment of the stability condition is possible, because the bending angle between the motor vehicle and the trailer does not obviously change when the motor vehicle is stationary.

Deichsellängenwerte können im Rahmen der Fahrerinformation und in Fahrerassistenzsystemen vielfältig genutzt werden. Dabei kann in Abhängigkeit des berechneten Deichsellängenwertes insbesondere ein maximaler Knickwinkelwert berechnet werden, bei dem eine Geradestellung des Anhängers bei Rückwärtsfahrt noch möglich ist, wobei die Steuerung des Fahreingriffs und/oder die Ausgabe der Information in Abhängigkeit des maximalen Knickwinkelwerts erfolgt. Insbesondere kann eine akustische, optische und/oder haptische Warnung ausgegeben werden, wenn sich ein momentaner absoluter Knickwinkelwert dem maximalen Knickwinkelwert nähert. Alternativ oder ergänzend wäre es beispielsweise möglich, dass bei Erreichen des maximalen Knickwinkelwertes durch den absoluten Knickwinkelwert ein Fahreingriff erfolgt, der eine Rückwärtsfahrt stoppt. Ergänzend oder alternativ kann der berechnete Deichsellängenwert auch genutzt werden, um einen sogenannten Komfortwinkel zu berechnen, bei dem bei einer Rückwärtsfahrt mit einem Anhänger ein Geradestellen des Anhängers möglich ist, ohne die Ausrichtung des Anhängers zu ändern.Drawbar length values can be used in many ways in the context of driver information and in driver assistance systems. In this case, in particular a maximum buckling angle value can be calculated in dependence of the calculated drawbar length value, in which a straight position of the trailer when reversing is still possible, wherein the control of the driving engagement and / or the output of the information takes place as a function of the maximum buckling angle value. In particular, an audible, visual and / or haptic warning can be output when a momentary absolute bend angle value approaches the maximum bend angle value. Alternatively or additionally, it would be possible, for example, that upon reaching the maximum bend angle value by the absolute bending angle value, a driving engagement takes place, which stops a reverse drive. Additionally or alternatively, the calculated drawbar length value can also be used to calculate a so-called comfort angle, in which, when reversing With a trailer a straightening of the trailer is possible without changing the orientation of the trailer.

Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Anhängerkupplung zur Ankopplung eines Anhängers sowie eine Steuereinrichtung, wobei das Kraftfahrzeug eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung von Knickwinkeländerungen zwischen dem Kraftfahrzeug und einem an der Anhängerkupplung angekoppelten Anhänger sowie eine Lenkwinkelerfassungseinrichtung zur Erfassung einer Lenkwinkelinformation umfasst, wobei die Steuereinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Dabei ist eine derartige Ausbildung des Kraftfahrzeugs insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Erfassungseinrichtung einen absoluten Knickwinkel zwischen Kraftfahrzeug und Anhänger nicht direkt erfasst.In addition, the invention relates to a motor vehicle, comprising a trailer hitch for coupling a trailer and a control device, wherein the motor vehicle comprises a detection device for detecting bending angle changes between the motor vehicle and a trailer coupled to the trailer hitch and a steering angle detection device for detecting a steering angle information, wherein the control means for Implementation of the method according to the invention is formed. In this case, such a design of the motor vehicle is particularly advantageous if the detection device does not directly detect an absolute bending angle between the motor vehicle and the trailer.

Dabei kann das Kraftfahrzeug eine Hinterradlenkeinrichtung zur Lenkung der Hinterräder aufweisen, wobei die Steuereinrichtung zur Ermittlung eines Lenkwinkels an einer Hinterradachse des Kraftfahrzeugs als Teil der Lenkwinkelinformation ausgebildet ist.In this case, the motor vehicle may have a rear wheel steering device for steering the rear wheels, wherein the control device is designed to determine a steering angle on a rear wheel axle of the motor vehicle as part of the steering angle information.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den folgenden Ausführungsbeispielen sowie den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigen:

Fig. 1: schematisch ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 2: schematisch die Geometrie eines Kraftfahrzeugs mit Anhänger im Einspurmodell, und
Fig. 3: schematisch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs.

Further advantages and details of the invention will become apparent from the following embodiments and the accompanying drawings. Showing:

Fig. 1: 1 is a schematic diagram of an embodiment of a method according to the invention;
Fig. 2: schematically the geometry of a motor vehicle with trailer in Einspurmodell, and
Fig. 3: schematically an embodiment of a motor vehicle according to the invention.

Fig. 1 zeigt schematisch ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb eines Fahrerassistenzsystems in einem Kraftfahrzeug, bei dem bei einer Fahrt mit einem Anhänger ein Deichsellängenwert des Anhängers und ein absoluter Knickwinkelwert zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Anhänger bestimmt wird. Dabei umfasst das Kraftfahrzeug eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung von Knickwinkeländerungen, die jedoch ausschließlich eine Änderung des Knickwinkels und keine absoluten Knickwinkel erfasst. Eine derartige Erfassungseinrichtung kann Knickwinkelgeschwindigkeiten des Anhängers, die eine zeitliche Änderung des Knickwinkels beschreiben, bereitstellen oder auch als Impulszähler ausgebildet sein, der bei einer bestimmten Änderung eines Knickwinkels in eine bestimmte Richtung jeweils einen entsprechenden Zählimpuls ausgibt. Fig. 1 schematically shows a flowchart of a method for operating a driver assistance system in a motor vehicle, wherein in a Driving with a trailer a drawbar length value of the trailer and an absolute bend angle value between the motor vehicle and the trailer is determined. In this case, the motor vehicle comprises a detection device for detecting bending angle changes, which detects only a change in the bending angle and no absolute bending angle. Such a detection device can provide articulated angular velocities of the trailer which describe a temporal change of the articulation angle, or can also be designed as a pulse counter, which outputs a corresponding counting pulse in each case with a specific change of a kink angle in a specific direction.

In Schritt S1 des Verfahrens wird mit der Erfassung der Knickwinkeländerungen begonnen. Dabei kann die Erfassung der Knickwinkeländerungen derart erfolgen, dass Knickwinkeländerungen laufend protokolliert werden. Dies bedeutet, dass in regelmäßigen Zeitintervallen jeweils die Knickwinkelgeschwindigkeiten bzw. die Knickwinkeländerungen innerhalb des jeweiligen Zeitintervalls protokolliert werden. Damit liegt in einem Speicher eine Liste der Knickwinkeländerungen während aufeinander folgender Zeitintervalle vor. Dies ist vorteilhaft, da Knickwinkeländerungen zwischen zwei beliebigen zeitlich zurückliegenden Zeitpunkten in diesem Fall schlicht durch ein Aufsummieren der Knickwinkeländerungen ermittelt werden können.In step S1 of the method, the detection of the kink angle changes is started. In this case, the detection of the bending angle changes can be made such that bending angle changes are logged continuously. This means that in each case the buckling angular velocities or the buckling angle changes within the respective time interval are logged at regular time intervals. Thus, there is a list of the kink angle changes during successive time intervals in a memory. This is advantageous since bending angle changes between any arbitrary time points in this case can simply be determined by adding up the bending angle changes.

Alternativ kann vorgesehen sein, nur einen integralen Wert für die Knickwinkeländerungen zu speichern, beispielsweise durch einen Zähler, der Zählimpulse zählt, oder ein Addieren einer Knickwinkeländerung während eines Zeitintervalls zu einem vorangehend gespeicherten Wert. In diesem Fall wird also eine Gesamtknickwinkeländerung gespeichert, wobei der Nullwert des Knickwinkels, relativ zu dem die Gesamtknickwinkeländerung gespeichert ist, nicht bekannt ist. Wird die Knickwinkeländerung derart gespeichert, ist zu beachten, dass im nachfolgend beschriebenen Verfahren zu Zeitpunkten, also insbesondere zu Erfassungszeitpunkten, zu denen weitere Daten erfasst werden, der momentane Wert dieser Gesamtknickwinkeländerung gespeichert werden muss, um eine Berechnung eines relativen Knickwinkels zwischen zwei Zeitpunkten zu ermöglichen.Alternatively, it may be provided to store only an integral value for the kink angle changes, for example by a counter which counts counts, or adding a kink angle change during a time interval to a previously stored value. In this case, therefore, a Gesamtknickwinkeländerung is stored, wherein the zero value of the bending angle, relative to which the Gesamtknickwinkeländerung is stored, is not known. If the bend angle change is stored in such a way, it should be noted that in the method described below at times, ie in particular at acquisition times at which further data are acquired, the instantaneous value of this total bend angle change must be stored in order to allow a calculation of a relative bend angle between two times ,

In einer Mischform ist es auch möglich, zu vorgegebenen Zeitpunkten, insbesondere zu Zeitpunkten, zu denen weitere Daten erfasst werden, die momentane Gesamtknickwinkeländerung zu speichern und anschließend die Gesamtknickwinkeländerung auf Null oder auf einen vorgegebenen Wert zu setzen. Damit wird stets der relative Knickwinkel zwischen zwei dieser Zeitpunkte gespeichert, wodurch wiederum relative Knickwinkel zwischen beliebigen dieser Zeitpunkte bestimmt werden können.In a mixed form, it is also possible to store the current Gesamtknickwinkeländerung at predetermined times, in particular at times at which further data are detected, and then to set the Gesamtknickwinkeländerung to zero or to a predetermined value. Thus, the relative bending angle between two of these times is always stored, which in turn allows relative bending angles between any of these times can be determined.

In Schritt S2 wird überprüft, ob eine eine Knickwinkeländerung auswertende Stabilitätsbedingung erfüllt ist. Die Stabilitätsbedingung vergleicht die Summe bzw. das Integral der Knickwinkeländerungen über ein vorgegebenes Zeitintervall mit einem vorgegebenen Stabilitätsgrenzwert. Dabei liegt das vorgegebene Zeitintervall im Sekundenbereich, nämlich zwei Sekunden, und die Summe der Knickwinkeländerungen soll zur Erfüllung der Stabilitätsbedingung < 1° sein. Alternativ könnte der vorgegebene Stabilitätsgrenzwert oder die Länge des Zeitintervalls geschwindigkeitsabhängig vorgegeben sein. Die Stabilitätsbedingung kann ergänzend auswerten, ob sich das Kraftfahrzeug im Zeitintervall mit einer ausreichenden Geschwindigkeit bewegt, um eine Fehlerkennung eines stabilen Zustands bei Stillstand des Kraftfahrzeugs zu vermeiden.In step S2, it is checked whether a stability condition evaluating a bend angle change is satisfied. The stability condition compares the sum or the integral of the bending angle changes over a predetermined time interval with a predetermined stability limit value. In this case, the predetermined time interval is in the range of seconds, namely two seconds, and the sum of the bending angle changes should be <1 ° to fulfill the stability condition. Alternatively, the predetermined stability limit value or the length of the time interval could be predetermined as a function of the speed. In addition, the stability condition can evaluate whether the motor vehicle is moving at a sufficient speed in the time interval in order to avoid false detection of a stable state when the motor vehicle is at a standstill.

Ist die Stabilitätsbedingung nicht erfüllt, so wird das Verfahren ab Schritt S2 wiederholt, das heißt, es wird genau so lange gewartet, bis die Stabilitätsbedingung erfüllt ist. Bei Erfüllung der Stabilitätsbedingung wird in Schritt S3 zu einem ersten Erfassungszeitpunkt durch eine Lenkwinkelerfassungseinrichtung eine Lenkwinkelinformation erfasst, die den Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs beschreibt. Um im Folgenden relative Knickwinkel zwischen einem weiteren Zeitpunkt und dem ersten Erfassungszeitpunkt bestimmen zu können, wird, je nach Art der eingangs beschriebenen Erfassung der Knickwinkeländerungen, eine Gesamtknickwinkeländerung oder der Erfassungszeitpunkt selbst gespeichert.If the stability condition is not satisfied, the method is repeated from step S2, that is, it is waited just as long until the stability condition is satisfied. Upon fulfillment of the stability condition, a steering angle information which describes the steering angle of the motor vehicle is detected by a steering angle detection device in step S3 at a first detection time. In order to be able to determine the relative bending angle between a further point in time and the first detection time in the following, a total bending angle change or the detection time itself is stored, depending on the type of detection of the bending angle changes described above.

Die folgenden Schritte S4 und S5 entsprechen im Wesentlichen den Schritten S2 und S3, wobei in Schritt S5 eine zweite Lenkwinkelinformation zu einem zweiten Erfassungszeitpunkt erfasst wird.The following steps S4 and S5 essentially correspond to the steps S2 and S3, wherein in step S5 a second steering angle information is detected at a second detection time.

Nach Erfassung der ersten und zweiten Lenkwinkelinformationen wird in Schritt S6 ein relativer Knickwinkel zwischen dem ersten und dem zweiten Erfassungszeitpunkt berechnet. Dies kann im einfachsten Fall durch das Abziehen der jeweils gespeicherten Gesamtknickwinkeländerungen voneinander erfolgen, falls diese einen gemeinsamen Bezugspunkt haben. Alternativ kann zum ersten Erfassungszeitpunkt ein Zähler für das Gesamtlenkmoment zurückgesetzt worden sein, womit in Schritt S6 bereits direkt ein relativer Knickwinkel vorliegt. Zuletzt ist auch eine Summierung über während einer Vielzahl von Intervallen erfasste Knickwinkeländerungen im Zeitintervall zwischen dem ersten und dem zweiten Erfassungszeitpunkt möglich.After detecting the first and second steering angle information, a relative bending angle between the first and second detection timings is calculated in step S6. This can be done in the simplest case by subtracting the stored total bending angle changes from each other, if they have a common reference point. Alternatively, a counter for the total steering torque may have been reset at the first detection time, whereby a relative bending angle is already directly present in step S6. Lastly, summation over kink angle changes detected during a plurality of intervals is possible in the time interval between the first and second detection times.

In einer nicht gezeigten Weiterbildung des Verfahrens wäre es möglich, dass bei einem Unterschreiten eines vorgegebenen Grenzwerts durch den relativen Knickwinkel das Verfahren ab Schritt S4 wiederholt wird. Dies kann vorteilhaft sein, da bei großen relativen Knickwinkeln zwischen dem ersten Erfassungszeitpunkt und dem zweiten Erfassungszeitpunkt eine genauere Berechnung des absoluten Knickwinkels bzw. des Deichsellängenwertes möglich ist. Daneben wird durch diese Bedingung eine Erfassung mehrerer Lenkwinkelinformationen bei identischem Knickwinkel verhindert.In a further embodiment of the method which is not shown, it would be possible for the method to be repeated from step S4 onwards if the predetermined bending value falls below a predetermined limit value. This can be advantageous since, with large relative bending angles between the first detection time and the second detection time, a more accurate calculation of the absolute bending angle or the drawbar length value is possible. In addition, this condition prevents a detection of multiple steering angle information at the same bending angle.

In Schritt S7 wird nach einer Erfassung einer ersten und zweiten Lenkwinkelinformation ein Deichsellängenwert für den Anhänger und ein absoluter Knickwinkelwert zum ersten Erfassungszeitpunkt berechnet. Hierzu wird die in Fig. 2 dargestellte Fahrzeug- und Anhängergeometrie ausgewertet. Fig. 2 zeigt ein Kraftfahrzeug 1, das über eine Anhängerkupplung 6 mit dem Anhänger 2 gekoppelt ist. Das Kraftfahrzeug 1 und der Anhänger 2 sind im Einspurmodell gezeigt, in dem jeweils nur eine Spur des Kraftfahrzeugs 1 und des Anhängers 2 berücksichtigt wird. In diesem Modell umfasst das Kraftfahrzeug ein Vorderrad 3, ein Hinterrad 4 sowie eine Anhängerkupplung 6. Das Vorderrad 3 und das Hinterrad 4 sind durch einen Abschnitt 5 der Fahrzeuglängsachse verbunden, der eine Länge 8 aufweist. Das Hinterrad 4 und die Anhängerkupplung 6 sind über einen Abschnitt 7 der Fahrzeuglängsachse verbunden, der eine Länge 9 aufweist.In step S7, after detection of first and second steering angle information, a trailer length value for the trailer and an absolute bend angle value at the first detection timing are calculated. For this purpose, the in Fig. 2 illustrated vehicle and trailer geometry evaluated. Fig. 2 shows a motor vehicle 1, which is coupled via a trailer hitch 6 with the trailer 2. The motor vehicle 1 and the trailer 2 are shown in Einspurmodell, in which only one track of the motor vehicle 1 and the trailer 2 is taken into account. In this model, the motor vehicle includes a front wheel 3, a rear wheel 4 and a trailer hitch 6. The front wheel 3 and the rear wheel 4 are connected by a portion 5 of the vehicle longitudinal axis, which has a length 8. The rear wheel 4 and the trailer hitch 6 are connected via a section 7 of the vehicle longitudinal axis, which has a length 9.

Der Anhänger 2 ist mit einem einzelnen Anhängerrad 10 dargestellt, wobei das Anhängerrad 10 durch die Deichsel 11 mit der Deichsellänge 12 mit der Anhängerkupplung 6 verbunden ist. In der gezeigten Fahrsituation ist der Knickwinkel 15 zwischen der Deichsel 11 des Anhängers 2 und der Fahrzeuglängsachse derart eingestellt, dass sich bei einer Bewegung des Vorderrads 3 des Kraftfahrzeugs 1 in eine Richtung 13, also bei einem eingestellten Lenkwinkel 14, das Kraftfahrzeug 1 und der Anhänger 2 gemeinsam auf einer Kreisbahn um den gemeinsamen Momentanpol 16 bewegen. Damit wird eine geometrische Beziehung zwischen dem Lenkwinkel 14 und dem Knickwinkel 15 vorgegeben. Durch die bereits angegebene Formel kann in diesem Fall für den gezeigten stabilen Zustand ein fester Zusammenhang zwischen dem Lenkwinkel 14, dem Knickwinkel 15, der Fahrzeuggeometrie, die die Längen 8, 9 beschreibt, und der Deichsellänge 12 angegeben werden. Dabei sind wie erläutert zunächst sowohl die Deichsellänge 12 als auch der Knickwinkel 15 unbekannt. Durch Berücksichtigung zweier verschiedener stabiler Zustände und des relativen Knickwinkels zwischen diesen beiden Zuständen können jedoch zwei Gleichungen mit zwei Unbekannten bestimmt werden.The trailer 2 is shown with a single trailer 10, wherein the trailer 10 is connected by the drawbar 11 with the drawbar length 12 with the trailer hitch 6. In the driving situation shown, the bending angle 15 between the drawbar 11 of the trailer 2 and the vehicle longitudinal axis is set such that upon movement of the front wheel 3 of the motor vehicle 1 in a direction 13, ie at a set steering angle 14, the motor vehicle 1 and the trailer 2 move together on a circular path around the common instantaneous pole 16. Thus, a geometric relationship between the steering angle 14 and the bending angle 15 is specified. By the formula already given can in this case for the stable state shown a fixed relationship between the steering angle 14, the bending angle 15, the vehicle geometry, which describes the lengths 8, 9, and the drawbar length 12 are given. As explained above, both the drawbar length 12 and the bending angle 15 are unknown at first. However, by considering two different stable states and the relative kink angle between these two states, two equations with two unknowns can be determined.

Durch Lösung des Gleichungssystems wird in Schritt S7 ein Deichsellängenschätzwert sowie ein Schätzwert für den absoluten Knickwinkel zum ersten Erfassungszeitpunkt bestimmt. Diese Werte werden in Schritt S8 als vorläufiger absoluter Knickwinkelwert und vorläufiger Deichsellängenwert bereitgestellt, um einen Fahrereingriff zu steuern und/oder eine Information auszugeben. Ergänzend wird ein momentaner absoluter Knickwinkelwert bereitgestellt, der durch Addition der Knickwinkeländerungen seit dem ersten Erfassungszeitpunkt zum vorläufigen absoluten Knickwinkelwert berechnet wird. Entsprechende Informationsausgaben und Fahreingriffe sind im Stand der Technik-bekannt und sollen daher hier nicht näher erläutert werden.By solving the equation system, a draw length estimate and an estimate for the absolute bend angle at the first detection time are determined in step S7. These values are provided in step S8 as a preliminary absolute bend angle value and preliminary draw length value to control driver intervention and / or output information. In addition, a current absolute bend angle value is provided, which is calculated by adding the bend angle changes since the first detection time to the provisional absolute bend angle value. Corresponding information outputs and driving interventions are known in the prior art and will therefore not be explained in more detail here.

Die anschließend ausgeführten Schritte S9 und S10 entsprechen wiederum den Schritten S2 und S3 bzw. S4 und S5, wobei in den Schritten S9 und S10 bei Erfüllung der Stabilitätsbedingung eine weitere Lenkwinkelinformation erfasst wird. In Schritt S10 wird, wie zu Schritt S6 beschrieben, ein relativer Knickwinkel zwischen dem weiteren Erfassungszeitpunkt und dem zweiten Erfassungszeitpunkt berechnet. Mit diesem weiteren relativen Knickwinkel wird in Schritt S11, wie zu Schritt S7 beschrieben, anschließend ein weiterer Deichsellängenschätzwert sowie ein weiterer absoluter Knickwinkelschätzwert berechnet, wobei der absolute Knickwinkelschätzwert zunächst für den zweiten Erfassungszeitpunkt berechnet wird.The subsequently executed steps S9 and S10 correspond in turn to the steps S2 and S3 or S4 and S5, wherein in the steps S9 and S10 upon satisfaction of the stability condition, a further steering angle information is detected. In step S10, as described at step S6, a relative bend angle between the other detection timing and the second detection timing is calculated. With this further relative bending angle, a further drawbar length estimated value and another absolute bend angle estimated value are then calculated in step S11, as described in step S7, wherein the absolute bend angle estimated value is first calculated for the second detection instant.

In Schritt S12 wird der für den zweiten Erfassungszeitpunkt berechnete weitere Knickwinkelschätzwert auf einen weiteren Knickwinkelschätzwert für den ersten Erfassungszeitpunkt umgerechnet, indem vom weiteren Knickwinkelschätzwert für den zweiten Erfassungszeitpunkt der relative Knickwinkel zwischen dem ersten und dem zweiten Erfassungszeitpunkt abgezogen wird.In step S12, the further kink angle estimation value calculated for the second detection timing is converted to another kink angle estimation value for the first detection timing by subtracting from the other kink angle estimation value for the second detection timing the relative kink angle between the first and second detection timings.

In Schritt S13 liegen damit zwei Knickwinkelschätzwerte für den ersten Erfassungszeitpunkt sowie zwei Deichsellängenschätzwerte vor. Aus diesen kann jeweils durch eine statistische Auswertung, nämlich Mittelwertbildung, ein absoluter Knickwinkelwert für den ersten Erfassungszeitpunkt und ein Deichsellängenwert berechnet werden. Diese Werte werden in Schritt S14 zur Steuerung eines Fahreingriffs und/oder zur Ausgabe einer Information bereitgestellt, wie in Schritt S8 bereits zur Bereitstellung des vorläufigen Deichsellängenwertes und des vorläufigen absoluten Knickwinkelwertes beschrieben.In step S13, there are thus two bending angle estimated values for the first detection time and two drawbar length estimated values. From these, an absolute bend angle value for the first detection time point and a drawbar length value can be calculated in each case by means of a statistical evaluation, namely averaging. These values are provided in step S14 to control a driving intervention and / or to output information as already described in step S8 for providing the provisional tiller length value and the provisional absolute buckling angle value.

In einer alternativen Ausführungsform des Verfahrens werden die Schritte S9 bis S14 wiederholt durchgeführt, wobei im Schritt S14 jeweils neue vorläufige absolute Knickwinkelwerte und vorläufige Deichsellängenwerte bereitgestellt werden, die Ermittlung der relativen Lenkwinkel in Schritt S11 jeweils zwischen zeitlich aufeinanderfolgenden Erfassungszeitpunkten erfolgt und die Umrechnung des Knickwinkelschätzwertes auf einen Knickwinkelschätzwert für den ersten Erfassungszeitpunkt entsprechend angepasst wird. Die Schritte S9 bis S14 können eine vorgegebene Anzahl von Malen wiederholt werden. Alternativ kann eine Abbruchbedingung vorgegeben werden, die insbesondere die Änderung des Knickwinkelschätzwertes bzw. des Deichsellängenschätzwertes zwischen zwei Durchläufen auswertet.In an alternative embodiment of the method, steps S9 to S14 are carried out repeatedly, wherein new provisional absolute bend angle values and preliminary drawbar length values are provided in step S14, the relative steering angles are determined in step S11 between temporally successive detection times and the conversion of the bend angle estimated value a kink angle estimate is adapted accordingly for the first entry time. The steps S9 to S14 may be repeated a predetermined number of times. Alternatively, an abort condition can be specified, which in particular evaluates the change in the kink angle estimation value or the drawbar length estimated value between two passes.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug 17 umfasst dabei ein Lenkrad 18 zur Lenkwinkelvorgabe durch einen Fahrer, eine Lenkwinkelerfassungseinrichtung 19, die den Lenkwinkel eines der Vorderräder des Kraftfahrzeugs 17 erfasst, eine Anhängerkupplung 20 mit einer zugeordneten Erfassungseinrichtung zur Erfassung von Knickwinkeländerungen, die als ein Impulsgeber ausgebildet ist, und eine Steuereinrichtung 22. Die Steuereinrichtung 22 ist dabei zur Durchführung des mit Bezug auf Fig. 1 erläuterten Verfahrens ausgebildet. Dabei steuert die Steuereinrichtung 22 die Anzeigeeinrichtung 23 nach Ermittlung eines vorläufigen absoluten Knickwinkelwertes bzw. eines absoluten Knickwinkelwertes zur graphischen Anzeige des momentanen Knickwinkelwertes an. Damit ist für den Fahrer der momentane Knickwinkel zwischen Kraftfahrzeug und Anhänger besonders leicht erfassbar. Ergänzend kann diese Steuereinrichtung den Aktor 24 ansteuern, um einen Sollknickwinkel einzustellen, der durch ein Bedienelement 25 vorgegeben ist. Die Ansteuerung erfolgt dabei in Abhängigkeit des mit Hilfe des zu Fig. 1 erläuterten Verfahrens ermittelten Deichsellängenwertes. Fig. 3 shows an embodiment of a motor vehicle according to the invention. The motor vehicle 17 according to the invention comprises a steering wheel 18 for steering angle specification by a driver, a steering angle detection device 19, which detects the steering angle of one of the front wheels of the motor vehicle 17, a trailer hitch 20 with an associated detection device for detecting bending angle changes, which is designed as a pulse generator, and a control device 22. The control device 22 is to carry out with reference to Fig. 1 formed method explained. In this case, the control device 22 controls the display device 23 after determining a preliminary absolute bend angle value or an absolute bend angle value for the graphic display of the instantaneous bend angle value. This makes it particularly easy for the driver to detect the instantaneous angle of articulation between the motor vehicle and the trailer. In addition, this control device can control the actuator 24 to set a desired bending angle, which is predetermined by an operating element 25. The control is carried out depending on the with the help of Fig. 1 explained method length of drawbar.

Claims

Method for operating a driver assistance system in a motor vehicle (1, 17), wherein the motor vehicle (1, 17) has a detection device (21) for detecting changes in the articulation angle between a trailer (2) of the motor vehicle (1, 17) and the motor vehicle (1, 17), comprising the steps:
a) beginning the detection of the articulation angle changes,

b) detecting of a first steering angle information, which describes a steering angle (14) of the motor vehicle (1, 17), by a steering angle detection device (19) at a first detection time, at which a stability condition evaluating an articulation angle change is met, wherein when fulfilling the stability condition a stable articulation angle (15) is present between the trailer (2) and the motor vehicle (1, 17), which does not change or only changes insignificantly over time,

c) detecting a second steering angle information at a second detection time, at which the stability condition is met,

d) determining a relative articulation angle value, which describes a relative change of the articulation angle (15) between the first and second detection times, as the sum of the articulation angle changes between the first and second detection times,

e) calculating a drawbar length value for the trailer (2) and/or an absolute articulation angle value at the first and/or second detection times depending on the first steering angle information, the second steering angle information, the relative articulation angle value and specified vehicle geometry data, and

f) controlling a driving procedure and/or output of information depending on the calculated drawbar length value and/or the calculated absolute articulation angle value.
Method according to claim 1,
characterised in that,
in order to evaluate the stability condition, the sum of the articulation angle changes during a specified time interval is determined and compared with a specified stability limit value.
Method according to claim 1 or 2,
characterised in that
at least a steering angle (14) at the front and/or rear axle is detected as steering angle information, or in that a yaw rate of the motor vehicle (1, 17) and a vehicle velocity are determined as steering angle information.
Method according to any one of the preceding claims,
characterised in that
at least one further steering angle information is detected at a further detection time at which the stability condition is met, whereby at least one further relative articulation angle value is determined with respect to another of the detection times, wherein for each of several pairs of detection times, a drawbar length estimated value and/or an articulation angle estimated value is calculated, whereby the drawbar length value or the absolute articulation angle value at at least one of the detection times is determined, by means of a statistical evaluation, from the several drawbar length estimated values or articulation angle estimated values.
Method according to claim 4,
characterised in that
after detecting at least one of the further steering angle information, a provisional drawbar length value and/or a provisional absolute articulation angle value is determined, whereby the output of the information and/or the control of the driving procedure first follows depending on the provisional drawbar length value or the provisional absolute articulation angle value.
Method according to any one of the preceding claims,
characterised in that
the first and/or the second steering angle information and/or at least one of the further steering angle information are detected during a forward travel of the motor vehicle (1, 17).
Method according to any one of the preceding claims,
characterised in that
the first and/or the second steering angle information and/or at least one of the further steering angle information are detected during a reverse travel of the motor vehicle (1, 17).
Method according to any one of the preceding claims,
characterised in that
depending on the calculated drawbar length value, a maximum articulation angle value at which a straight position of the trailer is still possible during reverse travel is calculated, wherein the control of the driving procedure and/or the output of the information follows depending on the maximum articulation angle value.
Motor vehicle, comprising a trailer coupling (6, 20) for coupling a trailer (2) and a control device (22),
characterised in that
the motor vehicle (1, 17) comprises a detection device (21) for detecting articulation angle changes between the motor vehicle and a trailer coupled to the trailer coupling, and a steering angle detection device (19) for detecting steering angle information, wherein the control device (22) is designed to carry out a method according to any one of the preceding claims.
Motor vehicle according to claim 11,
characterised in that
the motor vehicle (1, 17) has a rear wheel steering device for steering the rear wheels (4), wherein the steering device (22) is designed for determining a steering angle (14) at the rear axle of the motor vehicle (1, 17) as part of the steering angle information.